- •Введение
- •1. Методы контроля показателей надёжности, установленных в нормативно-технической документации
- •2. Расчёт показателей надёжности объектов промышленной теплоэнергетики на основе данных наблюдения в условиях эксплуатации
- •3. Оценка показателей надёжности по результатам наблюдения за количеством отказов (биномиальный план наблюдения)
Лекция № 7. Оценка показателей надёжности объектов промышленной теплоэнергетики в эксплуатации
Вопросы лекции:
Введение
Методы контроля показателей надёжности, установленных в нормативно-технической документации
Расчёт показателей надёжности объектов промышленной теплоэнергетики на основе данных наблюдения в условиях эксплуатации
Оценка показателей надёжности по результатам наблюдения за количеством отказов (биномиальный план наблюдения)
Введение
Для проверки соответствия нормативных и действительных показателей надёжности технических объектов государственными стандартами предусмотрен контроль надёжности1. Контроль выполняется при специальных испытаниях объектов или по результатам наблюдения за их эксплуатацией.
Испытания на надёжность относятся к числу важнейших составных частей работы по обеспечению надёжности технических объектов. Эти испытания в зависимости от контролируемых свойств, составляющих надёжность, могут состоять из испытаний на безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость.
Планирование испытаний и обработка их результатов производятся с применением методов математической статистики. Оценивание значений показателей надёжности при испытаниях проводится с заданной точностью, которая устанавливается в технических условиях на испытания.
Для серийно выпускаемых объектов контроль за уровнем показателей надёжности выполняется на основе статистической обработки данных, полученных в эксплуатации. При этом существует важная проблема оценки показателей надёжности малосерийных и уникальных объектов, так как известна тесная связь между объёмом статистических выборок и точностью получаемых результатов. Для решения этой задачи дополнительно привлекают методы прогнозирования надёжности.
Многие задачи статистической оценки и прогнозирования надёжности достаточно полно формализованы и представлены в методиках, рекомендованных для практического использования. Некоторые из наиболее важных методик представлены ниже.
1. Методы контроля показателей надёжности, установленных в нормативно-технической документации
Порядок и методы контроля показателей надёжности, установленных в нормативно-технической документации, изложены в государственном стандарте - ГОСТ 27.401-842.
Контроль в общем случае состоит из следующих основных операций:
- получение и математическая обработка исходных данных;
- сопоставление достигнутого уровня надёжности объектов с требованиями нормативно- технической и конструкторской документации и принятие решения о соответствии или о несоответствии показателей надёжности установленным требованиям;
- анализ причин и последствий отказов.
Процедура контроля может включать расчётные, экспериментальные и расчетно-экспериментальные методы. Эти методы выбирают с учётом того, на какой стадии жизненного цикла находится объект, и задач контроля, поставленных перед исследователем. При этом принимают во внимание номенклатуру и заданные значения показателей надёжности, предполагаемый вид закона распределения наработки до отказа (между отказами), требований к точности и достоверности контроля показателей надёжности. Если в процедуру контроля включены испытания на надёжность, то определение видов испытаний выполняют по ГОСТ 16504 – 81.
По окончании процедуры контроля производят оценку соответствия объекта заданным требованиям к надёжности.
Выбор методов контроля показателей надёжности производят в соответствии с рекомендациями табл.1.
Расчётные методы контроля показателей надёжности по ГОСТ 27.301 – 83 применяют на стадии разработки технического задания, эскизного, технического и рабочего проектирования. Основная цель расчётов определить возможность обеспечить требуемые показатели надёжности и обосновать оптимальный в части надёжности вариант конструкторского решения.
Методика расчёта должна включать расчётную схему, номенклатуру показателей надёжности, предполагаемый закон надёжности, формулы и алгоритмы расчёта, включая программы расчёта на ЭВМ.
Расчетно-экспериментальные методы применяют на стадиях разработки, постановки на производство и производства в тех случаях, когда невозможно или нецелесообразно выполнить экспериментальные исследования в полном объёме, или для оценки надёжности уникальных объектов.
Выбор методов контроля показателей надёжностиТаблица 1
Этап жизненного цикла |
Стадия разработки (производства) объекта |
Метод контроля | |||
Расчётный |
Расчётно-экспериментальный |
Экспериментальный | |||
Опытно – конструкторские работы |
Техническое задание; эскизный, технический и рабочий проекты.
|
|
|
| |
Предварительные и приёмочные испытания образцов |
|
|
| ||
Постановка на производство |
Квалификационные испытания |
_ |
|
| |
Производство, эксплуатация |
Испытания серийной продукции (периодические, типовые) |
_ |
|
|
Условные обозначения:
метод применяют;
применение метода допускается;
метод не применяется.
В остальных случаях применяют экспериментальные методы контроля показателей надёжности, которые государственным стандартом рекомендуется считать основными. Испытывают на надёжность опытные образцы, установочную серию изделий, а также изделия на стадии серийного производства.
Контрольные испытания на надёжность проводят по методике , содержащейся в технических условиях, или по отдельным методикам, согласованным, утверждённым и аттестованным в установленном порядке.
Испытания на надёжность проводят по рабочим программам, которые разрабатываются на основе технического задания и конструкторской документации. Такие программы должны содержать указания о цели испытаний, определять объём испытаний, а также условия и порядок их проведения. Для достижения конечного результата в программу должны быть включены пункты о метрологическом обеспечении и требуемая точность получаемых показателей.
В программу испытаний должно быть включено запрещение наладочных, настроечных и регулировочных работ в период проведения испытаний, если такие регламентные работы не предусмотрены конструкторской документацией.
Допускается совмещать испытания на надёжность с другими видами испытаний в составе предварительных и приёмочных испытаний.
При составлении методики испытаний особое внимание обращают на необходимость включения чётких указаний о том, какие отказы следует учитывать при формировании заключения о соответствия показателей надёжности заданным требованиям, а какие нет. Не учитывают отказы:
зависимые;
вызванные воздействием внешних факторов, не предусмотренных в ТЗ или ТУ на объект;
вызванные нарушением обслуживающим персоналом инструкций по эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту;
причины возникновения которых устранены в результате доработок, что подтверждено расчётом или дополнительными испытаниями.
В отдельных случаях разрешается проводить ускоренные и эквивалентные испытания. При ускоренных испытаниях с целью сокращения их продолжительности и, соответственно, стоимости разрабатывают отдельную программу, в обоснование которой должны быть заранее созданы принципы и методика ускорения испытаний, предложены соответствующие режимы. Для получения корректных выводов по результатам таких испытаний должны быть рекомендованы расчётные формулы, позволяющие пересчитать экспериментальные данные на оценки показателей надёжности объекта в условиях нормальных испытаний.
Эквивалентные испытания предназначены для проверки долговечности объектов с большим назначенным ресурсом. За счёт утяжеления режима работы объекта, например, путём повышения температуры рабочего тела или частоты вращения ротора в пределах, полученных расчётом, можно поставить соответствие (эквивалентность) одного часа работы объекта на утяжелённом режиме нескольким часам работы на обычном режиме. В отдельных случаях это соотношение, которое называют коэффициентом эквивалентности, может достигать значения нескольких десятков единиц и более.